第壹部分：選擇題 一、單選題
1.甲的質量為50公斤，乙的質量為25公斤，兩人在溜冰場的水平冰面上，開
始時都是靜止的。兩人互推後，甲、乙反向直線運動，甲的速率為0.1公尺
／秒，乙的速率為0.2公尺／秒。假設互推的時間為0.01秒，忽略摩擦力及 空氣阻力，則下列敘述哪一項正確？
(A)甲、乙所受的平均推力均為500牛頓，方向相反
(B)甲、乙所受的平均推力均為250牛頓，方向相反
(C)甲受的平均推力500牛頓，乙受的平均推力250牛頓，方向相反
(D)甲受的平均推力250牛頓，乙受的平均推力500牛頓，方向相反
【標準答案】A
【概念中心】平均加速度，牛頓第二、第三運動定律
【命題出處】南一版基礎物理第二章
【試題解析】a甲＝ΔV甲
Δt甲＝0.1 (m／s)
0.01(s) ＝10（m／s2）
F甲＝m甲．a甲＝（50 kg）．（10 m／s2）＝500（N）
a乙＝ΔV乙
Δt乙＝0.2 (m／s)
0.01(s) ＝20（m／s2）
F乙＝m乙．a乙＝（25 kg）．（20 m／s2）＝500（N）
由作用反作用關係，甲、乙受力大小相等（500 N）、方向相反。
2.甲、乙、丙三個絕熱容器都盛有100立方公分100 ℃ 的開水。將質量都為
10公克，溫度都為室溫的碳、銅、鉛分別放入甲、乙、丙三個容器中。已 知碳、銅、鉛的比熱大小順序為碳＞銅＞鉛。若在達熱平衡的過程中， 散 失的熱量可忽略， 則在熱平衡時， 比較甲、乙、丙三個容器內的水溫， 下 列哪一項正確？
(A)甲＞乙＞丙 (B)甲＜乙＜丙 (C)甲＝乙＝丙
(D)甲＜乙＝丙 (E)甲＝乙＜丙
【標準答案】B
【概念中心】比熱、熱容量、熱平衡
【命題出處】南一版基礎物理第三章
【試題解析】∵比熱大小順序為碳＞銅＞鉛，質量皆為10公克，故熱容量大小
順序為碳＞銅＞鉛。
學科能力測驗 物 理 科 試題解析
97
學年度
3.在20℃時，海水的密度為1.0025公克／立方公分，潛水員在海深10公尺處 所受到的總壓力，約為下列哪一項？
(A)1.0大氣壓力 (B)2.0大氣壓力 (C)3.0大氣壓力 (D)4.0大氣壓力 (E)5.0大氣壓力
【標準答案】B
【概念中心】大氣壓力
【命題出處】南一版基礎物理第二章
【試題解析】海水密度與水相差甚小，海水下方10公尺處的海水壓力亦相當於 1大氣壓，再加上海面上方原來的1大氣壓，共2大氣壓。
4.一般家用平面鏡是由一定厚度的透明玻璃片，在其中一面鍍上不透光金屬膜 製成。小明注意到若用鉛筆尖直接抵住鏡面時，鉛筆尖的像與筆尖有一小段 距離，估計該小段距離是鏡面玻璃片厚度的兩倍。依據上述，家用平面鏡使 物體成像的主因， 是下列敘述的哪一項？
(A)由光在透明玻璃片表面反射造成 (B)由光在透明玻璃片表面折射造成
(C)由光進入且透過透明玻璃片， 再被另一面的玻璃面反射造成
(D)由光進入且透過透明玻璃片， 再被塗在另一玻璃面上的不透光金屬膜反射
造成
【標準答案】D
【概念中心】平面鏡的成像
【命題出處】南一版基礎物理第五章
【試題解析】如右圖所示，鉛筆尖的像由塗在底面的
不透光金屬膜（鏡面）所反射造成。
5.我們眼睛的視網膜中有三種色錐細胞，其感光範圍的中心波長分別約為600
奈米（紅光）、550 奈米（綠光）、450 奈米（藍光）。色盲就是色錐細胞 因先天或後天異常。下列哪一種色錐細胞異常的人， 紅、橙、黃、綠看起 來只是程度不同的綠？
(A)600奈米 (B)550奈米 (C)500奈米 (D)450奈米
【標準答案】A
【概念中心】光的三原色，色光組合
【命題出處】南一版基礎物理第五章
不同程度的紅。
2.如果是450奈米（藍光）色錐細胞異常，則此四色不變。
6.假設電子繞著原子核作圓周運動，如圖2所示。則下列有
關此原子模型
的敘述哪一項正確？
(A)圖中電子運動產生的電流為順時針方向
(B)原子核與電子帶同性電荷，提供電子運動所需之力 圖2
(C)圖中電子運動產生磁場的N極方向為射出紙面
(D)原子核與電子之間的作用力，類似於彈簧，相距愈遠，作用力愈強
【標準答案】C
【概念中心】電流、圓周運動、庫侖定律、電流的磁效應
【命題出處】南一版基礎物理第六章
【試題解析】(A)電子運動方向為順時鐘，因電子帶負電，故所產生的電流方向 為逆時鐘方向；(B)原子核帶正電、電子帶負電，原子核與電子帶 異性電；(C)電子運動產生的電流為逆時鐘，由右手定則可得，所 生的磁場為出紙面；(D)相距愈遠，原子核與電子間的庫侖愈小，
與距離平方成反比。
7.高處工地不慎掉落物件， 施工人員以擴音器大聲通知下方人員閃躲。若不
考慮空氣阻力， 則下列敘述哪一項正確？
(A)音調愈高， 聲音傳播速率愈大
(B)音量愈大， 聲音傳播速率愈大
(C)聲音傳播速率與音調及音量均無關
(D)物體自100層（每層高3.3公尺）樓處， 由靜止自由落下， 到達地面時
的速率， 已快過聲速
【標準答案】C
【概念中心】聲音的傳播、自由落體
【命題出處】南一版基礎物理第二章、第四章
【試題解析】(A)(B)(C)聲音在空氣中傳播其經驗公式V＝331＋0.6 t ≒ 340
（m／s），只與介質（空氣）的性質有關；(D)V＝
2 (9.8m／s2)．(330m) ；V小於340（m／s）。
8.依照氣體動力論，在絕對溫度為T時，理想氣體分子的平均移動動能為3 2 kT
，k為波茲曼常數。設絕對溫度為T 時，在裝有活塞的密閉氣室內，有N 個某種單原子的理想氣體分子，加熱使氣溫增加ΔT，而維持氣室內氣壓不 變，則下列敘述哪一項正確？
(A)所加的熱能大於3
2 kNΔT (B)所加的熱能等於3
2 kNΔT
(C)所加的熱能小於3
2 kNΔT (D)所加的熱能等於3 2 kNT
【標準答案】A
【概念中心】氣體分子動力論、功的定義
【命題出處】南一版高二物理第十一章
【試題解析】由能量守恆，加熱提供的能量氣體分子一部分拿來作功，一部分增 加本身的動能而提高溫度，即H＝ΔW＋3
2 KNΔT＞3
2 KNΔT。
二、多選題
1.具有相同體積且質料均勻的實心鐵球與鋁球，從離地面等高處由靜止自由落 下，重力加速度的量值為g。在落下的時間均為t 時（尚未到達地面），忽 略空氣阻力及風速的影響， 下列哪幾項敘述正確？（應選三項）
(A)兩球所受的重力相同 (B)兩球下落的距離相同 (C)兩球有相同的速度
(D)兩球有相同的加速度 (E)兩球有相同的質量
【標準答案】BCD
【概念中心】重力、自然落體
【命題出處】南一版基礎物理第二章
【試題解析】(A)F鐵＝m鐵‧g，F鋁＝m鋁‧g ∵ m鐵＞m鋁，F鐵＞F鋁 (B)由h＝1
2 gt2，h鐵＝h鋁＝1 2 gt2 (C)由V＝gt，V鐵＝V鋁＝gt (D)a＝g，a鐵＝a鋁＝g
(E)m鐵＞m鋁（鐵的密度大於鋁）
2.在水平地面上有一球落地反彈又落地，週而復始。前後兩次反彈又落地的過 程之最大高度比為1：0.64。假設空氣阻力可以忽略，則下列有關前後兩次 反彈又落地過程的敘述，哪幾項正確？（應選二項）
(A)最大動能的比例為1：0.64
(B)「最大位能－最小位能」的比例為1：0.64
(C)最大力學能的比例為1：0.8
(D)最大速度量值的比例為1：0.64
【標準答案】AB
【概念中心】等加速運動、力學能守恆
【命題出處】南一版基礎物理第七章
【試題解析】(A)Kmax＝mghmax hmax，最大動能比為1：0.64 (B)由力學能守恆 Kmax＋Umin＝Kmin＋Umax
Umax－Umin＝Kmax－Kmin＝Kmax（∵ Kmin＝0）
故（最大位能－最小位能）的比為1：0.64
(C)最大力學能的比即為力學能的比為1：0.64
(D)由K＝1
2 mv2，v＝ 2K
m K
∴最大速度比為 1： 0.64＝1：0.8 3.如圖12 所示，臺灣的家用電源，一
般都由紅、黑、白三條電線引入，再 經由無熔絲開關接到電器插座上，其 中紅線及黑線為火線，白線為接地線
。若要從配電箱拉出電線，連至二孔 插座，供電給一規格為110 V、1200 W 的電器，則下列哪些選項的接線方式
，對電器有傷害或有危險？（應選三項） 圖12
(A)一接紅線，另一接黑線 (B)一接紅線，另一接白線
(C)一接白線，另一接黑線 (D)一接紅線，另一接黑、白兩線的絞合線
(E)一接黑線，另一接紅、白兩線的絞合線
【標準答案】ADE
【概念中心】家庭用電、用電安全
【命題出處】南一版基礎物理第六章
【試題解析】(A)一接紅，一接黑，提供220 V電源。
(B)一接紅，一接白，提供110 V電源。
(C)一接白，一接黑，提供110 V電源。
(D)一接紅，一接黑白絞線，提供220 V電源。
(E)一接黑，一接紅白絞線，提供220 V電源。
對電器有傷害者為(A)(D)(E)。
4.如圖18，小明在O 點使質量為m 的物體，
以速率2 gR沿OP方向前進，g為重力加速
度，則物體可沿著OPQM的光滑軌道恰好到 達M點；OP是水平直線軌道，PQM是半徑 為R的鉛直半圓形軌道。物體在鉛直半圓形 軌道運動時，若某點的速率為v，則物體一 定受到量值為mv2
R 的向心力（指向圓心C 圖18 的力）。試問下列敘述哪些正確？（應選二項）
(A)物體在P、Q、M各點的速率都相等
(B)物體在P、Q、M各點的速率漸增
(C)物體在P、Q、M各點的速率漸減
(D)若CQ平行於OP，則物體在Q點的向心力的量值為4 mg
(E)若CQ平行於OP，則物體在Q點的向心力的量值為2 mg
【標準答案】CE
【概念中心】圓周運動、力學能守恆
【命題出處】南一版高二物理第四章動量與牛頓定律的應用、第七章功與能量
【試題解析】(A)(B)(C)以水平OP¯¯¯ 高度重力位能為零 物體在Q的重力位能為mgR
物體在M的重力位能為mg（2R）
由力學能守恆 Q點：1
2 m（2 gR）2＝1
2 mVQ2＋mgR，VQ＝ 2gR M點：1
2 m（2 gR）2＝1
2 mVM2＋ 2 mgR，VM＝0 VP＞VQ＞VM
(D)(E)物體在Q點的力圖，如右圖所示
∵物體在Q點時切線速率為 2gR 由圓周運動FC＝m‧( 2gR)2
R ＝2mg
5.在溫度0℃，分別測量1.0mol氫、甲烷、二氧化碳三種氣體的體積(V)和壓 力(P)，將其結果作成PV／nRT與壓力(大氣壓)的關係圖，如圖19，其中T 為溫度；另在壓力1大氣壓，分別測量1.0mol 氫、氮、二氧化碳三種氣體 的體積和溫度，將其結果作成PV／nRT與溫度(K)的關係圖，如圖20。圖 19與圖20中的虛線為理想氣體。
圖19 圖20
根據圖19與圖20實驗結果，下列哪些敘述是正確？（應選三項）
(A)溫度0℃，三種氣體中，甲烷最接近理想氣體
(B)壓力1大氣壓與常溫時，三種氣體中，氮氣最接近理想氣體
(C)由圖19，體積相當小時，三種氣體都相當接近理想氣體
(D)由圖20，溫度相當高時，三種氣體都相當接近理想氣體
(E)由圖19與圖20，可以獲得結論：壓力趨近於0大氣壓，且溫度甚大於
500 K，四種氣體都相當接近理想氣體
(F)由圖19與圖20，可以獲得結論：壓力趨近於500大氣壓，且溫度趨近
於0 K，四種氣體都相當接近理想氣體
【標準答案】BDE
【概念中心】理想氣體
【命題出處】南一版物質科學化學篇第一章
【試題解析】(A)由原圖19，溫度0℃，三種氣體中，H2最接近理想氣體，斜率 固定、角度最小。
(B)由下圖20，作一通過25℃（298K）之「垂直輔助線」。壓力1
大氣壓與常溫時，三種氣體中，氮氣N2最接近理想氣體。
(C)由下圖19，作一通過500atm之「垂直輔助線」。體積相當小時(
壓力大)，三種氣體都不接近理想氣體。
(D)由下圖20，作一通過500K之「垂直輔助線」。圓圈標示部分，
溫度相當高時，三種氣體都相當接近理想氣體
(E)(F)由圖19與圖20，圓圈標示部分可獲結論：壓力趨近於0大
氣壓，且溫度甚大於500K，四種氣體都相當接近理想氣體。
第貳部分：
◎1、2為題組：
曉明利用電壓為42伏特的電源，串接了20歐姆的 電阻。將電阻與180公克的固態待測物質放在絕熱 容器中加熱，待測物的溫度隨時間變化如圖1 所示
。設加熱過程中系統均處於熱平衡狀態，且電阻變 化極小可以忽略。依據上文， 回答3-4題。
圖1
1.加熱時的電流為幾安培？
(A)2.1 (B)4.2 (C)20 (D)42 (E)840
【標準答案】A
【概念中心】歐姆定律
【命題出處】南一版基礎物理第六章
【試題解析】由歐姆定律V＝I．R
【概念中心】電功率、熱量計算、熱功當量
【命題出處】南一版基礎物理第三章、第六章
【試題解析】由題圖可看出物質熔化過程共花8－3（分）＝5（分）＝300
（秒），令物質熔化熱為Q（cal／g）
（180 g）×（Q cal／g）×（4.2 J／cal）＝(42v)2
20Ω ×（300 s）
可得Q＝35。
(E)(F)天琴星座中，肉眼可見的恆星都是屬於銀河系。
